Пришедший к власти в СССР Н. С. Хрущев, сознавая уязвимость самолетов стратегической авиации, решил подыскать им достойную замену. Ставку он сделал на ракеты. 20 мая 1954 года выходит совместное постановление правительства и ЦК КПСС о создании баллистической ракеты межконтинентальной дальности. Работы поручили ЦКБ-1. Возглавлявший его С. П. Королев получил широкие полномочия на задействование не только специалистов различных областей промышленности, но и на использование материальных ресурсов. Для проведения летных испытаний межконтинентальных ракет была необходима новая испытательная база, так как полигон Капустин Яр не мог обеспечить требуемые условия. Постановлением правительства от 12 февраля 1955 года положено начало созданию нового полигона (ныне известного как космодром Байконур) для отработки тактико- технических характеристик МБР, запусков ИСЗ, выполнения научно-исследовательских и экспериментальных работ по тематике ракетно-космической техники. Чуть позже в районе станции Плесецк Архангельской области, развернулось строительство объекта под условным названием «Ангара», который должен был стать базой первого соединения, вооруженного новыми ракетами (позднее его стали использовать как полигон и космодром). В трудных условиях пришлось строить стартовые комплексы, технические позиции, измерительные пункты, подъездные пути, жилые и рабочие помещения. Основная тяжесть работ легла на военнослужащих строительных батальонов. Строительство велось ударными темпами и за два года были созданы необходимые условия для проведения испытаний.
К этому времени коллектив ЦКБ-1 создал ракету, получившую обозначение Р-7 (8К71). Первый испытательный пуск был назначен на 15 мая 1957 года в 19.00 по московскому времени. Как и следовало ожидать, он вызвал большой интерес. Прибыли все главные конструкторы ракеты и стартового комплекса, руководители программы от Министерства обороны и ряда других организаций. Все, конечно, надеялись на успех. Однако почти сразу после прохождения команды на запуск двигательной установки, в хвостовом отсеке одного из боковых блоков возник пожар. Ракета взорвалась. Намеченный на 11 июня следующий запуск «семерки» не состоялся по причине неисправности ДУ центрального блока. Конструкторам потребовался месяц упорной и кропотливой работы, чтобы устранить причины выявленных неполадок. И вот 12 июля ракета, наконец, взлетела. Казалось все идет хорошо, но прошло всего несколько десятков секунд полета, и ракета стала отклоняться от заданной траектории. Чуть позже ее пришлось ликвидировать. Как потом удалось выяснить, причиной послужило нарушение управления полетом ракеты по каналам вращения.
Первые пуски показали наличие серьезных недостатков в конструкции Р-7.
При анализе данных телеметрии было установлено, что в определенный момент при опорожнении баков горючего возникали колебания давления в расходных магистралях, которые приводили к повышенным динамическим нагрузкам и к разрушению конструкции. К чести конструкторов с этим дефектом они быстро справились.
Долгожданный успех пришел 21 августа 1957 года, когда стартовавшая ракета полностью выполнила намеченный план полета. А 27 августа в советских газетах появилось сообщение ТАСС: «На днях осуществлен запуск новой сверхдальней многоступенчатой баллистической ракеты. Испытания прошли успешно. Они полностью подтвердили правильность расчетов и выбранной конструкции… Полученные результаты показывают, что имеется возможность пуска ракет в любой район земного шара». Это заявление, естественно, не осталось без внимания за рубежом и произвело должный эффект.
Этот успех открывал широкие перспективы не только в военной области. Еще в конце мая 1954 года С. П. Королев направил в ЦК КПСС и Совет Министров СССР письмо с предложением осуществить практическую разработку искусственного спутника Земли. Н. С. Хрущев одобрил эту идею и с февраля 1956 года началась практическая работа по подготовке первого ИСЗ и наземного комплекса измерений и управления. 4 октября 1957 года в 22.28 по московскому времени ракета Р-7 с первым искусственным спутником на борту стартовала и успешно вывела его на орбиту. 3 ноября был осуществлен запуск первого в мире биологического спутника, в кабине которого находилось подопытное животное- собака Лайка. Эти события имели мировое значение и по праву закрепили за Советским Союзом приоритет в области освоения космоса.
А тем временем испытатели боевой ракеты столкнулись с новыми трудностями. Так как боевой блок поднимался на высоту нескольких сотен километров, то ко времени обратного входа в плотные слои атмосферы он разгонялся до огромных скоростей. Боевой блок круглой формы, разработанный ранее, быстро сгорал. Кроме того, стало ясно, что нужно увеличить максимальную дальность полета ракеты, улучшить ее эксплуатационные характеристики.